高压开关柜隔离触头温度监测研究

针对高压开关柜的高压、强磁场工作环境，提出了基于光纤光栅传感器的隔离触头温度测量方案，实现了高压开关柜的触头温度监测。在方案中提出了空分和波分复用的光路系统，同时采用合理的安装技术解决了应变交叉敏感的影响，通过实验建立了隔离触头温度测量模型。在突然掉电的方式下对系统的抗电磁干扰能力进行了定性分析，测量显示温度曲线是渐变而不是突变的，说明系统具有很强的抗电磁干扰能力。通过对全天温度数据监测，系统能够正常工作，说明方案是可行的。     

基于参考光栅的光纤光栅应变传感器温度补偿

为解决光纤布拉格光栅（FBG）应变测量时的应变、温度交叉敏感问题，利用FBG便于构成传感网络的优点，将温度补偿参考FBG与应变测量FBG串联在一路光纤上，根据2只FBG布拉格波长相对漂移获得被测结构应变。双FBG波长相对漂移对温度的灵敏度仅为0．12pm／℃，较好地实现FBG应变测量的温度补偿。参考FBG法原理简单，可操作性强，为FBG应变传感器的实际工程应用奠定了基础。     

基于弹簧管悬臂梁的FBG压力传感的研究

提出了一种等强度悬臂梁与弹簧管结合的高灵敏度的光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器。将FBG粘贴在悬臂梁的下表面,粘贴方向与悬臂梁轴线一致。理论分析了FBG中心波长相对偏移量与压力的关系,实验测得该传感器的压力灵敏度为2.767×10-4/MPa,是裸FBG压强灵敏度系数的142倍。压力灵敏度与悬臂梁和弹簧管的几何参数有关,改变参数,可获得不同灵敏度的压力传感器。     

光纤光栅传感器信号解调方法综述

当光纤光栅传感器上的温度或应力发生变化时,布拉格反射波长也随之发生漂移,根据这个漂移量便可判断待测量大小,因此,人们提出了许多解调方法.文章论述了几种常用的光纤光栅传感器信号解调方法,分类评述了这几种方法的工作原理和性能,分别给出了其典型的实验原理图,并对其优点和缺点进行了分析比较.     

虚拟仪器技术在FBG传感系统中的应用

介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤B ragg光栅(FBG)传感监测系统,包括FBG传感器的基本工作原理、虚拟仪器技术的特点和LabVIEW软件的应用。实验表明:该系统能够正确采集FBG传感过程中的应变和温度等特征信号,并能有效利用计算机实现信号的处理,可以满足FBG实时监测的要求。     

基于最小二乘法的光纤光栅Bragg波长直线拟合

针对基于可调谐法布里珀罗(F-P)滤波器的光纤光栅解调系统存在波长解调准确度不够高的问题,从理论上系统地分析了在解调过程中对光纤光栅B ragg波长进行直线拟合的可行性,即光纤光栅B ragg波长与F-P滤波器的调谐电压之间存在线性相关性。在实验研究的基础上,用最小二乘法对光纤光栅B ragg波长和F-P滤波器的调谐电压进行直线拟合,结果表明:它们之间的确存在密切的线性相关性。为提高拟合的效果,提出了分段直线拟合,它可以使测量误差降低至少1个数量级,从而提高了F-P滤波器光纤光栅解调系统的准确度。     

光纤光栅传感技术在桥梁施工监控中的应用

为了满足桥梁顶推法施工监控的复杂要求,分析了光纤光栅传感器的结构和原理;研究了应变和温度交叉敏感以及波长解调等光纤Bragg光栅(FBG)传感技术应用中的关键问题.根据对桥墩受力变形的分析,结合实例设计了传感器参数.将虚拟仪器与FBG传感器相结合,可以利用虚拟仪器技术在信号采集、分析、存储和传输等方面的优势,实现光纤光栅解调与施工监控于一体,保证了施工安全和桥梁质量.     

基于LabVIEW的FBG温度传感器数据采集系统设计

针对光纤B ragg光栅(FBG)温度传感器实时监测过程中,对数据采集和处理的快速、准确的要求,提出了一种基于虚拟仪器技术的实时数据采集处理系统设计方案。该方案在首先考虑FBG温度传感器原理的基础上设计了数据采集处理系统,应用虚拟仪器软件LabVIEW语言编写程序,实现了对数据采集系统的控制与处理。对FBG温度传感器的实验测试表明:所设计的系统能够满足FBG传感器实时数据采集和处理的要求。     

Development of smart composite structures with small-diameter fiber Bragg grating sensors for damage detection: Quantitative evaluation of delamination length in CFRP laminates using Lamb wave sensing

The authors and Hitachi Cable, Ltd. have recently developed small-diameter optical fiber and its fiber Bragg grating (FBG) sensor for embedment inside a lamina of composite laminates without strength reduction. The outside diameters of the cladding and polyimide coating are 40 and 52 μm, respectively. First, a brief summary is presented for applications of small-diameter FBG sensors to damage monitoring in composite structures. Then, we propose a new damage detection system for quantitative evaluation of delamination length in CFRP laminates using Lamb wave sensing. In this system, a piezo-ceramic actuator generates Lamb waves in a CFRP laminate. After the waves propagate in the laminate, transmitted waves are received by an FBG sensor attached on or embedded in the laminate using a newly developed high-speed optical wavelength interrogation system. This system was applied to detect interlaminar delamination in CFRP cross-ply laminates. When the Lamb waves passed through the delamination, the amplitude decreased and a new wave mode appeared. These phenomena could be well simulated using a finite element analysis. From the changes in the amplitude ratio and the arrival time of the new mode depending on the delamination length, it was found that this system could evaluate the delamination length quantitatively. Furthermore, small-diameter FBG sensors were embedded in a double-lap type coupon specimen, and the debonding progress could be evaluated using the wavelet transform.